CN1201303A - 多调制帧的发射机/接收机 - Google Patents

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CN98109331A
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阿方素·费尔南德斯·杜兰
格雷戈里奥·努涅茨·利昂·德·桑托斯
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Alcatel Lucent SAS
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Alcatel Alsthom Compagnie Generale dElectricite
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Abstract

本发明所提出的多调制帧至少包括一个第一时段(1)和一个紧接第一时段(1)的第二时段(2)。所述第一和第二时段(1和2)分别采用第一种和第二种调制。这种帧的特点是采用第一种调制的第一时段中的最后一个信号点阵空间码元在相位和振幅上与第二种调制中的一个码元一致。

Description

多调制帧的发射机/接收机
本发明涉及多调制帧以及发射和接收所述多调制帧的发射机和接收机。按照本发明，这种发射机和/或接收机可以包括在例如一个便携无线通信系统的部件内。一个帧定义为一个包括一系列相继时段的信号。一个多调制帧的特征是它包括至少两个分别采用相互不同的调制的时段。
上述定义的这类帧可用于例如ETSI(欧洲通信标准协会)的DECT(数字增强无绳通信)标准，以增大至少一个信道或时段的通信容量而不改变其他信道的调制。
例如，如图1、2A和2B所示，第一时段1采用已用于DECT的GFSK(频移键控)调制，而第二时段2采用π/4 DQPSK(π/4差分相移键控)调制。这两种调制分别确定了各自的信号点阵空间(constellation)，相对各自预定参考基准如图2A和2B所示。
在DECT中标准中，经调制的信号由一个谱模式(Spectralpatten)确定，在这个谱模式内经调制的信号必需处于一个圆周上。
在同一帧中使用两种调制时，例如，如图2A和2B所示的这两种调制，则所得到的信号的谱不符合预定的DECT模式要求。
本发明的第一个目的是提出一种多调制帧，它的谱处在一个有限振幅谱模式的圆周上。
本发明的第二个目的是提出一种发射按本发明构成的多调制帧的发射机。
本发明的第三个目的是提出一种接收按本发明构成的多调制帧的接收机。
一个按照本发明构成的多调制帧至少包括一个第一时段和一个紧接第一时段的第二时段，第一时段和第二时段分别采用第一种调制和第二种调制。这种多调制帧的特征是采用第一种调制的第一时段中的最后一个信号点阵空间码元在相位和振幅上与第二种调制中的一个码元一致。
这样，所有相继帧中就不会有“调制跳跃(modulationskipping)”。
产生所述帧的发射机包括：分别按所述第一种和第二种调制对数据进行调制的第一和第二调制装置；以及将在所述第一时段由所述第一调制装置产生的最后一个码元的相位设置为所述第二调制装置为产生第二时段的第一个码元的初始相位值的装置。
例如，在采用GFSK和π/4 DQPSK调制的情况下，设置初始相位值的装置包括：
计算第一时段内GFSK调制的最后一个码元的相位的装置；
在第二时段期间有选择地执行如下选择的装置：
如果下个码元不是第二时段中π/4 DQPSK调制的第一个码元，就选择这个码元的相位作为下个π/4 DQPSK调制码元的初始相位值；
如果下个码元是所述π/4 DQPSK调制的第一个码元，就选择通过计算一个π/4 DQPSK调制码元得出的计算码元的相位作为第一个π/4DQPSK调制码元的初始相位值。
接收所述帧的接收机包括：分别对按照第一种和第二种调制的数据进行解调的第一和第二解调装置；以及将在第一时段所述第一解调装置接收的最后一个码元的相位设置为所述第二解调装置的初始相位值的装置。
下面将结合附图对本发明作更为详细的说明。在这些附图中：
图1示出了多调制帧的帧格式；
图2A和2B分别示出了GFSK和π/4 DQPSK调制的信号点阵空间；
图3示出了两个信号点阵空间和按照本发明协调这两个信号点阵空间的箭头；
图4示出了按照本发明构成的多调制帧发射机的方框图；以及
图5示出了按照本发明构成的多调制帧接收机的方框图。
按照本发明构成的发射机消除了现有技术在每个相继帧中引起的“调制跳跃”或不连续现象。如图2A和2B所示，在单个帧中采用的两种调制的信号点阵空间按照本发明必需满足以下准则：两个信号点阵空间中的一个信号点阵空间中的所有码元的各相位和振幅必需分别与另一个信号点阵空间中的相应相位和振幅一致因此，例如如图2A和2B所示，GFSK的所有码元(图2A)通过“旋转”GFSK信号点阵空间分别与π/4 DQPSK信号点阵空间中的一些码元(图2B)一致。
就更为普遍的意义上来说，使一个信号点阵空间可与另一个信号点阵空间匹配必需使其中的一个信号点阵空间中的所有码元的模和相位分别与另一个信号点阵空间中的一些模和相位匹配。图3中的箭头清楚地示出按照本发明协调两个信号点阵空间的模和相位的情况。
下面的说明是针对具有相同的模的两种调制GFSK和π/4 DQPSK情况的，但本发明可用于所有其他调制的情况，如nPSK(PSK，4PSK，8PSK，…)、nFSK、nGMSK等等。在需要使两种调制的模一致的情况下，可利用一个测量其中一种调制的最后几个码元的模的测量电路和一个对另一种调制的模进行调整的增益控制电路，以使两种调制的信号点阵空间中码元的模一致。模测量电路和增益控制电路分别配置在两个调制链内。
另一方面，本发明虽然是针对具体情况加以说明的，同一帧内只用了两种调制，但是也可以用于同一帧内采用两种以上的调制的情况。
本发明的发射机如图4所示包括：多路分路器21、GFSK第一调制器28、π/4 DQPSK第二调制器26、控制单元29、相位计算器30和多路合路器31和33。与传统方式一样，π/4 DQPSK调制器26包括：码元合成单元22、对照表23、加法器24、延迟线32和IQ正交信号产生器25。控制单元29用来保证图3中所示各电路工作次序。
数据源20产生二进制数据，形成一个数据流。按照所采用的帧格式，帧的第一部分采用GFSK调制，而第二部分采用π/4 DQPSK调制。控制单元29的一路输出用于π/4 DQPSK调制，而另一路输出送至多路分路器21，使多路分路器21交替地将它输入的数据源20所产生的二进制数据根据这数据在帧内需调制情况输出给GFSK调制器28或π/4DQPSK调制器26进行调制。在指定为数据进行GFSK调制时，控制单元29向多路合路器33发送一个控制信号，使它输出GFSK调制器28输出的呈IQ信号形式的信号。
π/4 DQPSK调制器26的工作情况如下。码元组成单元22通过将二进制数据的每两个比特组成一个码元用对照表23中存储的数据得出相对于上个码元相位的相位变化的相应相移。通过延迟线32和加法器24将前相位和相移相加，产生一个当前相位信号，送至IQ信号产生器25。IQ信号产生器25产生呈正交的IQ信号。因此，在指定为数据进行π/4DQPSK调制时，控制单元29向多路合路器33发送一个控制信号，使它输出π/4 DQPSK调制器26输出的呈IQ信号形式的信号。
按照本发明，图4所示发射机还包括将在第一时段1 GFSK调制器28产生的最后一个码元设置为π/4 DQPSK调制器26为产生采用π/4DQPSK调制的第二时段2中的第一个码元的初始相位值的装置。这个设置初始相位值的装置包括：一个就在采用π/4 DQPSK调制的第一个码元前计算出GFSK调制的最后一个码元的相位的相位计算器30。计算电路30计算出的GFSK调制的最后一个码元的相位通过多路合路器31送至加法器24，与采用π/4 DQPSK调制的时段中的第一个码元符合。为此，控制单元29向多路合路器31发送一个控制信号，使相位计算器30的输出在符合π/4 DQPSK调制的第一个码元时有效。因此，在采用π/4DQPSK调制的时段期间，如果下一个码元不是采用π/4 DQPSK调制的时段的第一个码元，就选择π/4 DQPSK调制的前码元的相位；而如果下一个码元是采用π/4 DQPSK调制的时段的第一个码元，就选择相位计算器30计算出的码元的相位。
结果是，这种用本发明的发射机所得到的帧包括一个第一时段和一个紧接第一时段的第二时段，第一和第二时段分别采用GFSK第一种调制和π/4 DQPSK第二种调制。此外，采用GFSK调制的第一时段中的最后一个码元的相位和π/4 DQPSK调制的一个码元的相位一致。
应该指出的是，GFSK调制器28和π/4 DQPSK调制器26各自有一个滤波器，例如是高斯和余弦平方根型的，这两个滤波器的时间延迟有所不同。为了避免这延迟的差别可以在图4中发射机的输出端配置单个滤波器，而不将滤波器分别集成在调制器28和25内。另一方面，如果在调制器28和25内分别使用各自的滤波器，那么就对发给码元组成单元22的信号加一个固定的延迟。
按照本发明构成的接收机如图5所示，它包括：多路分路器40、控制单元41、GFSK解调器42、多路合路器43和44以及π/4 DQPSK解调器50。解调器50包括：延迟线45、π移相器46、乘法器48和检测器47。控制单元41向多路分路器40发送一个控制信号，使得多路分路器40将它所接收的按本发明构成的帧有选择地交替送至解调器42和50。控制单元41根据帧格式向多路分路器40发送这个控制信号，使得采用GFSK调制的第一时段送至解调器42，而采用π/4 DQPSK调制的第二时段送至解调器50。为此，控制单元41利用在解调器42的输出端产生的比特进行同步。
如果以ejΦn表示π/4 DQPSK调制的第n个码元，通过包括延迟线45、移相器46和乘法器48的链路，在乘法器48的输出端产生一个表示上一码元n-1与当前码元n之间的相移的信号eΔΦn。检测器47根据相移信号eΔΦn产生一个比特序列。按照本发明，对于第二时段中的第一个码元，控制单元41选择送至GFSK解调器输入端的信号，将在第一时段接收到的最后一个码元的相位设置为解调器50的相位的初始值。为此，控制单元41在第一时段中的最后一个码元送至解调器42时通过多路合路器44选择送至解调器42的信号，将它送至移相器46。在第二时段的第一个码元后，对于第二时段中的所有其他码元，送至移相器46输入端的都是延迟线45的输出。因此，解调器50的信号点阵空间中的这个相位与解调器42接收到的最后一个码元的相位一致。
在需要使两种调制的模一致的情况下，可以利用一个增益预定为已知的两种调制的模的函数的增益控制电路来调整两个信号点阵空间中的一个信号点阵空间的模，使得这个信号点阵空间的模与另一种调制的一致。这个增益控制电路配置在相应的解调链内。

Claims (8)

1.一种至少包括分别采用第一种调制和第二种调制的一个第一时段和一个紧接第一时段的第二时段的多调制帧，其特征是采用第一种调制的第一时段的信号点阵空间的最后一个码元在相位和振幅上与第二种调制中的一个码元一致。
2.按权利要求1所述的多调制帧，其特征在所述第一种调制是GFSK调制，而所述第二种调制是π/4 DQPSK调制。
3.一种产生权利要求1所述的帧的发射机，其特征是所述发射机包括：分别按第一种和第二种调制对数据进行调制的第一和第二调制装置(26和27)；以及将在所述第一时段(1)由所述第一调制装置(28)产生的最后一个码元的相位设置为所述第二调制装置(26)为产生第二时段的第一个码元的初始相位值的装置(29，30和31)。
4.根据权利要求3所述的发射机，其特征是所述设置初始相位值的装置包括：
计算第一时段(1)内GFSK调制的最后一个码元的相位的装置(30)；
在第二时段期间有选择地执行如下选择的装置(29和30)：
如果下个码元不是第二时段(2)中π/4 DQPSK调制的第一个码元，就选择这个码元的相位作为下个π/4 DQPSK调制码元的初始相位值；
如果下个码元是所述π/4 DQPSK调制的第一个码元，就选择通过计算一个π/4 DQPSK调制码元得出的计算码元的相位作为第一个π/4DQPSK调制码元的初始相位值。
5.一种接收权利要求1所述的帧的接收机，其特征是它包括：分别对按照第一种和第二种调制的数据进行解调的第一和第二解调装置(42和50)；以及为第二时段(2)中的第一个码元将在第一时段(1)由所述第一解调装置(42)接收的最后一个码元的相位设置为所述第二解调装置(50)的初始相位值的装置(41和44)。
6.按权利要求5所述的接收机，其特征是它还包括增益控制装置。
7.一种用于具有一系列移动台的无线通信系统的单元，其特征是所述单元包括一个按权利要求3所述的发射机。
8.一种用于具有一系列移动台的无线通信系统的单元，其特征是所述单元包括一个按权利要求5所述的接收机。
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